Matéria de apoio a diciplina de Sistemas de Exploração e Aplicações Informáticas
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Matéria de apoio a diciplina de Sistemas de Exploração e Aplicações Informáticas Presentation Transcript

  • 1. Sistemas de Exploração e Aplicações Informáticas
  • 2. A palavra informática tem origem na junção daspalavras informação e automática.Informática significa, portanto, tratamento dainformação por meios automáticos.Por meios automáticos entende-se, neste caso,dispositivos electrónicos ou, mais precisamente,computadores. 2
  • 3. HardwareO termo hardware refere-se aos dispositivos físicos(electrónicos, mecânicos e electromecânicos) queconstituem um sistema informático (computadores eoutros dispositivos relacionados). 3
  • 4. A nível do hardware, é costume estabelecer-se uma distinção entre:– o computador propriamente dito – o que inclui principalmente a Unidade Central de Processamento (CPU) – ex: CPU, memórias, ...;– os periféricos ou dispositivos de I/O (input/output) – dispositivos que podem ligar-se a um computador para entrada e/ou saída de dados – ex: teclado, rato, monitor, impressora. 4
  • 5. SoftwareO software, por sua vez, tem a ver com os programasde computador, ou seja, instruções que são capazes defazer funcionar o hardware, sob intervenção mais oumenos interactiva dos utilizadores. 5
  • 6. Ao nível do software é costume distinguir-se entre:• software de sistema – fundamentalmente o sistema operativo, que consiste numa primeira camada de software ou conjunto de instruções que transformam o hardware num sistema com o qual o utilizador pode interactuar e fazer funcionar os seus programas; 6
  • 7. • software de aplicação – que engloba todo o restante tipo de programas de computador com que o utilizador pode realizar determinadas tarefas, como, por exemplo: programas de processamento de texto; programas de folha de cálculo; sistemas de gestão de bases de dados; programas de desenho, de tratamento de imagens, de apresentação gráfica; etc. 7
  • 8. Tecnologias de InformaçãoAs Tecnologias de Informação dizem respeito aprocessos de tratamento, controlo e comunicação deinformação, baseados em meios electrónicos, portanto,computadores ou sistemas informáticos. 8
  • 9. A expressão Tecnologias de Informação – TI (ou IT –Information Technologies) – surge quase como sinónimode informática; no entanto, aquela designação éutilizada para evidenciar que esta área da tecnologiaevoluiu de forma a expandir-se e a abarcar outrosdomínios que não apenas o da informática tradicional. 9
  • 10. As Tecnologias de Informação incluem, para além da informática propriamente dita, outras áreas, entre as quais podemos destacar:• Telemática – combinação das telecomunicações com a informática;• Controlo e Automação – processos de produção industrial controlados por meios informáticos. 10
  • 11. Tipos de ComputadorOs mainframes são computadores de grandesdimensões que algumas grandes empresas ou outro tipode instituições adquirem para operações deprocessamento muito exigentes. 11
  • 12. Os minicomputadores constituem uma categoria deque quase se deixou de falar, podendo ainda existir emalgumas empresas; o seu lugar tem vindo a serpreenchido cada vez mais por microcomputadores e porworkstations. 12
  • 13. A categoria de computadores a que se chamaworkstations está actualmente bastante divulgada emmuitas empresas, universidades, etc. Trata-se decomputadores um pouco maiores do que osmicrocomputadores, normalmente bastante mais caros etambém com capacidades significativamente maisdesenvolvidas. 13
  • 14. Os supercomputadores são computadores de maioresdimensões e capacidades que a tecnologia conseguefabricar; existem quase só em grandes instituições deinvestigação científica. 14
  • 15. Rede de ComputadoresUma rede de computadores é um sistema informáticoem que vários computadores (e, eventualmente, outrosdispositivos) se interligam, formando um conjunto, paratroca de informação e partilha de recursos (programas,dados, dispositivos de armazenamento, impressoras,acesso à Internet, etc.) 15
  • 16. Rede de Computadores / Sistema MultipostoUma rede de computadores distingue-se de umsistema multiposto neste aspecto fundamental:enquanto num sistema multiposto os postos de trabalhoestão totalmente dependentes de um processadorsituado num computador central, numa rede decomputadores cada posto de trabalho é um computadore, como tal, tem a sua própria unidade deprocessamento, memórias e, eventualmente, outrosrecursos, como: discos próprios, impressoras, etc. 16
  • 17. Terminal InteligenteUm terminal inteligente, por exemplo um PC, faz umagrande parte do processamento localmente, isto é, nasua própria Unidade Central de Processamento (CPU -Central Processing Unit). Assim, poderá utilizar um PCligado a um mainframe para extrair as informações deque necessita daquele último e depois efectuar umaanálise dos dados no PC. 17
  • 18. Terminal Não InteligenteUm terminal estúpido tem capacidades muito limitadasde processamento, mas permite-lhe ligar-se a umcomputador grande e potente como, por exemplo, ummainframe. Quando processa dados num terminal nãointeligente, é, na realidade, o mainframe na outraextremidade da rede que está a efectuar todos oscálculos. O terminal não inteligente só tem capacidadepara receber os dados que o utilizador introduz eapresentar as informações no ecrã. 18
  • 19. CONSTITUIÇÃO DE UM COMPUTADOR (identificação dos blocos que constituem a máquina computador)Na constituição do computador fazem parte um conjunto de componentes básicos:1. Unidade Central de Processamento (CPU) ou Processador2. Memória principal ou central3. Unidades Periféricas ou periféricos de Entrada (ex.: teclado, rato)4. Unidades Periféricas ou periféricos de Saída (ex.: impressora, monitor) 19
  • 20. memória primáriaTeclado RAM ROM Rato monitor Unidade CPU text de disquetes Unidade de disco rígido Leitor de CDROM Unidade de Sistema Figura 1 – Blocos integrantes de um computador pessoal 20
  • 21. Na estrutura do hardware de um sistema informático,cabe um papel muito especial às memórias edispositivos de armazenamento. As memóriasprincipais (ou memórias primárias) do sistema actuamdirectamente em ligação com a unidade central deprocessamento. Os dispositivos de armazenamento(memórias secundárias ou armazenamento de massa)podem ser considerados periféricos ou dispositivos deI/O – é o caso das unidades (drives) de discos,disquetes, etc. 21
  • 22. Um sistema informático não é constituído apenas pordispositivos físicos ou de hardware; para que essesdispositivos possam realizar algo de útil, torna-senecessária a intervenção de uma outra componente,esta já não física, mas de natureza lógica – o software. 22
  • 23. Quando abrimos um computador do tipo PC, podemos identificar os seguintes componentes principais:• uma placa principal (motherboard) – a placa de circuito impresso de maiores dimensões no interior do PC, na qual se vão ligar os periféricos através de conectores e placas de expansão; 23
  • 24. • placas de expansão – outras placas de circuito impresso ligadas à motherboard através de encaixes (slots) próprios;• drives – unidades concebidas para funcionar com discos, disquetes, CDs ou outros dispositivos de armazenamento; 24
  • 25. • uma fonte de alimentação – que recebe a energia do exterior e a adapta ao funcionamento interno do PC;• cabos internos – que interligam os diversos componentes entre si. 25
  • 26. A placa principal ou motherboard (placa-mãe)Secções principais da motherboard:• CPU ou processador – o componente fundamental de um sistema informático, uma vez que é ele que efectua as principais operações de processamento; 26
  • 27. • memória RAM (Random Access Memory) – constituída por chips (pastilhas de circuitos integrados) que armazenam temporariamente as instruções do software com que o computador funciona, bem como os dados que o utilizador introduz ou manipula. 27
  • 28. • memória ROM (Read-Only Memory) – constituída por chips que contêm instruções fixas para o desempenho de funções básicas do sistema, como, por exemplo, a ROM BIOS (Basic Input Output System), que é responsável pelo arranque do computador e pela sua interacção básica com os dispositivos de I/O; 28
  • 29. • chips de controlo – diversos chips destinados a controlar a circulação dos dados entre os diversos componentes da motherboard;• slots de expansão – conjunto de encaixes de formato rectangular e relativamente alongado, onde se inserem placas que controlam a ligação dos periféricos ao processador, como, por exemplo, placas gráficas, placas de som ou placas de rede; 29
  • 30. • bus ou barramento – sistema de canais ou fios condutores por onde circulam os dados entre CPU, memória RAM, placas de expansão dos periféricos, etc.;• conectores – diversos conectores para cabos internos e para alguns dispositivos de I/O, como, por exemplo, o teclado. 30
  • 31. O Processador ou Unidade Central de Processamento (CPU) Nos PC, a CPU ou Unidade Central de Processamento é equivalente ao microprocessador. Trata-se de um circuito integrado que contém muitos milhares ou milhões de componentes electrónicos elementares, organizados de modo a poderem efectuar as operações típicas de processamento. 31
  • 32. A estrutura de um processador ou CPU é algo de bastante complexo e variável consoante a marca ou a versão; no entanto, podem destacar-se as seguintes secções e componentes fundamentais:• Secção de aquisição e descodificação de instruções – onde são recebidas as instruções provindas de outros componentes (memórias ou dispositivos de input), para, em seguida, serem descodificadas de modo a que a CPU possa determinar quais as operações a realizar; 32
  • 33. • Secção de execução – onde são processadas as instruções e dados recebidos; por sua vez, esta é constituída pelas seguintes componentes ou subsecções principais: – Unidade de controlo – que, de certo modo, controla ou determina as operações a efectuar em cada instante, enviando sinais apropriados aos outros componentes; – Unidade Lógico-Aritmética (ULA ou ALU – Arithmetic and Logic Unit) – que é a secção do processador que efectua as operações aritméticas e lógicas; – Registos ou registers – que são componentes capazes de armazenar temporariamente dados com que a ALU efectua as operações que lhe são indicadas. 33
  • 34. Memórias primárias – ROM e RAMMemórias primárias, principais ou centrais – estasmemórias são absolutamente indispensáveis aofuncionamento do sistema informático, pois são elas quefornecem ao processador as instruções e os dados comque este vai operar em cada momento; normalmente,consistem em chips (circuitos integrados) que seintegram ou encaixam directamente na placa principal(motherboard) do computador e podem ser de dois tiposfundamentais: ROM e RAM. 34
  • 35. • memórias ROM (Read-Only Memory) – memórias só de leitura que contêm instruções fixas para o funcionamento do sistema;• memórias RAM (Random Access Memory) – memórias de acesso aleatório ou memórias em que são feitas operações de leitura e de escrita de dados em interacção directa com o processador. 35
  • 36. A capacidade de memória primária de um computadoravalia-se pelo número de bytes que constituem a suaRAM e mede-se em múltiplos de bytes: quilobytes;megabytes; gigabytes; etc.1 byte = 8 bit1 KB (quilobyte) = 1024 bytes1 MB (megabyte) = 1024 KB1 GB (gigabyte) = 1024 MB1 TB (terabyte) = 1024 GB 36
  • 37. Suportes de armazenamento secundário, auxiliar, externo ou de massaTrata-se, neste caso, de suportes de armazenamento deinformação (programas, trabalhos ou outros tipos dedados) que interessa guardar antes e/ou depois dasactividades de processamento; estas memórias ousuportes de armazenamento podem ser de tiposdiversificados, tais como: disquetes, discos magnéticos,discos ópticos (CDs), etc. 37
  • 38. O bus ou barramento de um sistema informáticoA motherboard ou placa principal do sistema contém, nasua estrutura, um sistema de canais ou fios condutorespor onde circulam os dados entre a CPU, a memóriaRAM e as placas de expansão dos periféricos – a estesistema de canais de comunicação dá-se o nome debus ou barramento do sistema.Uma arquitectura de bus ou barramento define o modocomo o barramento está concebido para fazer ainterligação entre a CPU e os dispositivos de I/O(através dos slots de expansão). 38
  • 39. As características mais importantes numa arquitectura de bus são:• a largura do bus ou o número de canais para a circulação dos dados;• a velocidade a que esses mesmos dados podem circular no bus – medida em hertz (impulsos por segundo) ou bps (bits por segundo). 39
  • 40. Ligações de periféricos ou dispositivos de I/OAlguns dos conectores localizam-se na própriamotherboard, como é quase sempre o conector doteclado.No entanto, a maioria dos conectores de periféricoslocalizam-se nas placas de expansão que encaixamnos slots da motherboard. 40
  • 41. Portas para transmissão de dadosPortas série – externamente podem apresentar-secomo conectores macho com 9 ou 25 pinos. No interiordo computador ou do sistema operativo as portas sériecostumam ser designadas por COM1; COM2; etc. (COMvem de communications).Portas paralelas – externamente apresentam-se comoconectores fêmea para 25 pinos. No interior docomputador ou do sistema operativo as portas paralelascostumam ser designadas por LPT1; LPT2; etc. (LPTvem de Line Printer). 41
  • 42. Portas USB (Universal Serial Bus) – teoricamente umasligação USB pode permitir ligar em simultâneo até 127dispositivos. As taxas de transmissão em USB podem iraté aos 12 Mbps (uma porta série tem uma taxa de 115Kbps; uma porta paralela pode ir até aos 2 Mbps). 42
  • 43. Tecnologias utilizadas para a gravação e leitura de informação nos dispositivos e suportes de armazenamentoPodemos considerar os seguintes grupos principais:• suportes magnéticos – discos, disquetes – que se caracterizam por terem superfícies revestidas de substâncias que podem sofrer alterações de orientação nos seus campos magnéticos, permitindo dessa maneira a codificação e o armazenamento da informação, sob a forma de zeros e uns (bits); 43
  • 44. • suportes ópticos – CD (Compact Disk), DVD (Digital Versatile Disk) – que se caracterizam por utilizarem a tecnologia laser (intensos feixes luminosos – daí a designação de ópticos) para a gravação e leitura de informação. 44
  • 45. Classificação dos periféricos segundo as suas funções de I/O Só de input: teclados, ratos, scanners, câmaras digitais. Só de output: monitores, impressoras, projectores de vídeo e de imagens de computador. De input/output: drives de discos ou de disquetes, placas de rede, placas de som, modems. 45
  • 46. Quer os CDs quer os DVDs apresentam, em geral, as seguintes vantagens como suportes de armazenamento de informação:• permitem armazenar grandes quantidades de informação numa pequena porção de espaço (esta vantagem ainda é mais reforçada no caso dos DVDs);• podem ser facilmente transportados para outros computadores (ao contrário do que acontece com os discos magnéticos);• a informação gravada nos discos ópticos tem uma durabilidade e fiabilidade, pelo menos em princípio, superior à dos suportes magnéticos, entre outros motivos, porque não estão sujeitos a interferências electromagnéticas. 46
  • 47. Tipos de CDs e DVDs utilizados em computadores: CD- ROM, DVD-ROM, CD-R, DVD-R, CD-RW, DVD-RW.• A sigla ROM (Read-Only Memory) indica que se tratam de suportes que apenas permitem a leitura e nunca qualquer operação de escrita.• A sigla R (Recordable) indica que se tratam de suportes que podem ser gravados uma vez mas não regravados.• A sigla RW (Rewriteable) indica que se tratam de suportes que permitem a gravação, apagamento e regravação de informação. 47
  • 48. Existem monitores de dois tipos fundamentais:• monitores do tipo CRT (Cathod Ray Tube) ou tubo de raios catódicos – que são do mesmo género dos monitores de televisão;• monitores do tipo LCD (Liquid Cristral Display) ou ecrãs de cristais líquidos – que são mais estreitos do que os do tipo CRT e com uma tecnologia de funcionamento também muito diferente. 48
  • 49. Formação das imagens de um computador no monitorNo ecrã de um monitor, a imagem não é formada todaao mesmo tempo, mas através de um varrimento ourefrescamento muito rápido da superfície do ecrã. Avelocidade dos varrimentos é usualmente expressa emhertz. Actualmente, a maioria dos monitores temvelocidades de varrimento da ordem dos 70 a 80 hertz –o que significa 70 a 80 varrimentos por segundo. 49
  • 50. Tipos de impressoras• Impressoras de jactos de tinta – funcionam com base num dispositivo que projecta jactos de tinta contra a folha de papel através de uma cabeça com um circuito electrónico específico.• Impressoras laser – funciona através de circuitos integrados próprios e envia os resultados através de laser para um tambor, que roda em torno de si próprio, e que transmite ao papel os grafismos a imprimir através de tinta em pó que posteriormente é fixada por meio de um jogo de cilindros rotativos. 50
  • 51. • Impressoras matriciais ou de agulhas – funcionam através de uma cabeça que contém um conjunto de agulhas (9 ou 24, conforme a qualidade da impressora). São essas agulhas que imprimem pontos contra o papel, através de uma fita impregnada de tinta. O resultado da impressão (quer se trate de caracteres quer se trate de imagens) é um conjunto de pontos – matriz de pontos (donde a designação de matricial). 51
  • 52. Dispositivos de conectividade a redes de computadores O termo conectividade designa a possibilidade técnica de se ligarem meios informáticos uns aos outros – o que remete para redes de computadores. As redes de computadores podem ser, quanto à sua abrangência geográfica, de dois tipos principais:• LAN – Local Area Networks, ou redes locais;• WAN – Wide Area Networks, ou redes de abrangência alargada. 52
  • 53. Para o primeiro tipo de redes temos a considerar, comodispositivo primário de conectividade ou de ligação, asplacas de rede ou interfaces de rede (NIC – NetworkInterface Card).Para as redes no âmbito mais alargado, como, porexemplo, o caso da Internet, as ligações passam, namaioria das vezes, por redes telefónicas; neste caso, osdispositivos de ligação podem ser: modems (no caso dea rede telefónica ser do tipo tradicional) ou placas deligação RDIS (no caso de termos uma rede RDIS –Rede Digital com Integração de Serviços).Portanto, como dispositivos de conectividade a redes decomputadores, temos fundamentalmente: placas de 53rede e modems.
  • 54. Uma placa de rede é um dispositivo que se encaixa numslot da motherboard e que permite ligar um computadora uma rede local (LAN). Trata-se, efectivamente, de umdispositivo de input/output, pois permite enviar dados deum computador para outros, bem como receber dadosprovenientes de outros computadores. 54
  • 55. Um modem é um dispositivo que permite ligar umcomputador a outros computadores ou a redesalargadas (WAN), através das linhas telefónicas,convertendo os sinais digitais do computador em sinaisanalógicos das linhas telefónicas e, vice-versa,convertendo os sinais analógicos em sinais digitais comque o computador opera. 55
  • 56. Os modems podem ser internos ou externos:• um modem interno é uma placa, semelhante a outras placas que se encaixam num dos slots de expansão da motherboard e desta forma comunica directamente com o bus do sistema;• um modem externo consiste numa caixa dentro da qual está uma placa do mesmo género da de um modem interno; neste caso, a ligação ao computador faz-se, usualmente, através de uma porta série ou de uma porta USB (se o modem tiver ligação desse tipo). 56